《土木工程材料水泥》PPT课件

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硅酸盐水泥的生产
1.原料
（1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、 凝灰岩和贝壳等。
料 主 （2）粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。 要 采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。 原 （3）校正原料（辅助原料）：为满足成分要求用。
如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。
3
CaO
MgO
简称
C3S C2S C3A
C4A F
含量 （%） 36~60
15~37
7~15
10~18
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硅酸盐水泥熟料的矿物组成及在水泥中的相对含量
组成矿物名称
分子式
水泥中的含量（%）
普通 低热 早强 超早
水泥 水泥 水泥 强水
简称
泥
耐硫 酸盐 水泥
硅酸盐 硅酸三钙
3CaO·SiO2
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硅酸盐水泥的生产及主要矿物组成
生产工艺概述 硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段： ➢ 生料制备：以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料（有时需
加入校正原料），将其按一定比例配合、磨细，制得具有 适当化学成分、质量均匀的生料。 ➢ 熟料煅烧：将生料在水泥窑内经1450℃高温煅烧至部分熔 融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。 ➢ 水泥粉磨：将熟料加适量石膏和0～5％的石灰石或粒化高 炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。
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下述百分含量为混合材料的掺量
按水泥的用途分类
硅酸盐水泥（0~5%）
在土木建筑工程中大量普通水泥（6%~15%） 使用的水泥 矿渣水泥（ 20～70 %） 通用水泥 火山灰水泥（ 20～50 %）
粉煤灰水泥（ 20～40 %）
水泥系列
复合水泥（ 15～50 %）
专用水泥——专门用于某些工程的水
矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅 酸盐水泥[国外通称的波特兰水泥（Portland cement）]。
2.类型及代号
硅酸盐水泥 Ⅰ型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号P·Ⅰ。 Ⅱ型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量5%
的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P·Ⅱ。
硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六 个强度等级（R代表早强型水泥）
水泥
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1824年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现 粘土+石灰+水——人造石（波特兰水泥） 特点：强度高、耐久性好、防水、防火。
1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的泥水匠 阿斯普丁（J.Aspdin）获得英国第5022号“波特兰水 泥”专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。
强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑 的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色； 第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过 量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特 兰水泥”质量，解决了阿普斯丁无法解决的质量不稳定 问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。
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C3S 52 41 65 68
57
矿 物 硅酸二钙
2CaO·SiO2
C2S 24 34 10
23
熔剂 铝酸三钙
3CaO·Al2O3
C3A 9
6
8
9
2
Байду номын сангаас
矿物 铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O C4AF 9
6
9
8
13
3
次要 游离氧化钙
CaO
成分 游离氧化镁
MgO
含碱矿物及
玻璃体
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2.其它成分: 游离CaO （＜=5%） 、MgO（＜=5%）及
生料在窑内经历： 干燥——预热——分解——烧成——冷却
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硅质 (粘土)
水泥原制料造采的掘 “两磨一烧”工艺流程
原料磨细
钙质 (石灰石)
调节 原料
原料混合
粉磨
生料
反应物＋产物＋ 中间产物
预热器 ＋
回转窑
产物
水泥
熟料石冷膏却
粉磨
熟料储存
1450℃
煅烧
熟料 石膏 混合材
硅酸盐水泥熟料制造工艺流程
水泥皮带输送机
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水泥库
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硅酸盐水泥熟料的矿物组成
1.主要成分：主要由四种矿物化学组成
组 成 矿物名 称
硅酸盐 矿物
熔剂矿物
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙
铁铝酸四钙
次要成分
游离氧化钙 游离氧化镁
含碱矿物及玻璃体
分子式
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
4CaO·Al2O3·Fe2O
砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。
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2.生产过程
两磨一烧： 制备生料（一磨）
煅烧熟料（一烧）
粉磨水泥（二磨）
石灰石
石膏
煅烧
粘土
按比例混合—生料进窑————熟料
辅助原料 磨细
1450℃
磨细 水泥成品
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3.生料
CaO： 62% ~ 67% SiO2 : 20% ~ 24% Al2O3 : 4% ~ 7% Fe2O3： 2.5%~6.0%
泥,如道路水泥、中低热水
泥、砌筑水泥等。
特性水泥——某种性能较突出的水
泥， 如快硬硅酸盐水泥、
高铝水泥、彩色水泥、膨
胀水泥等。
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按水泥的用途分类
类别
简称
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
普通水泥
通用水泥
矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐泥
矿渣水泥 火山灰水泥
粉煤灰硅酸盐水泥
粉煤灰水泥
复合硅酸盐水泥
复合水泥
SO3 （1%-2%） ，其含量过高将造成水泥安定性不良。 碱矿物及玻璃体等，其中的Na2O和K2O含量较高时，遇到
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生料粉磨工艺
φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨 ）
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14
熟料煅烧工艺
五级旋风预热器CDC
窑外分解系统
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电收尘器
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φ3.3×50m旋转窑
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16
水泥粉磨及包装
φ3.8×13m水泥磨
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17
八嘴回转式微机包装机
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专用水泥
专门用于某些工程的水泥
特性水泥
某种性能较突出的水泥
混合材掺量（%） 0～5 6～15
20～70 20～50 20～40 15～50
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彩色水泥 彩色水泥 彩色水泥 普通水泥
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第一节 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的定义、类型及代号
1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉
2
水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后
成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化， 并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水 泥是水硬性胶凝材料。）
我是建筑业的粮食！
水泥
硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥
系列
硅酸盐水泥系列——是以硅酸钙为主要成分的水泥
熟料、一定量的混合材料和适量石膏，经共同磨细而 成。